Analysis of the Coordination of the Trunk Tilting Angle and Bilateral Lower Limbs According to the Stirrups Length during Trot in Equestrian: Asymmetric Index Development of Overall Movement Index Algorithm

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승마 속보 시 등자 길이에 따른 체간기울기와 양측 하지의 협응성 비교분석 : 비대칭 지수 및 전체이동지수 알고리즘 개발

현승현

·류재청

1

제주대학교 자연과학대학 체육학과

Analysis of the Coordination of the Trunk Tilting Angle and Bilateral Lower Limbs According to the Stirrups Length during Trot in Equestrian:

Asymmetric Index Development of Overall Movement Index Algorithm

Seung-Hyun Hyun

‧ Che-Cheong Ryew

1

Department of Physical Education, College of Natural Science, Jeju National University, Jejudo, Korea Received 29 January 2015; Received in revised form 19 March 2015; Accepted 24 March 2015

ABSTRACT

Purpose : The purpose of this study was to analyze the coordination of the trunk tilting angle and bilateral lower limbs according to the stirrups length during trot in equestrian.

Methods : Participants selected as subject were consisted of adult male(n=7, mean age: 45.00±3.78 yrs, mean height: 172.50±2.44 cm, mean body mass:

76.95±4.40 kg, mean, mean leg length: 97.30±2.60 cm). They were divided into 3-types of stirrups lengths(67 cm, 72 cm, 77 cm) during trot. The variables analyzed were consisted of the trunk front-rear angle, lower limb joint(Right·Left hip, knee, ankle), overall movement index(OMI) of the lower limbs(thigh, shank, foot) and asymmetry index(AI%) during trot.

Results : The average angle in hip and knee joint showed more extended posture according to the increase of stirrups lengths and ankle angle showed more plantarflexion posture according to increase of stirrups length during 1 stride in trot. Also, average angle showed more extended posture in right hip and ankle joint than that of left. The angle of knee joint didn't show significant difference statistically between right and left. Also asymmetric index in average angle of hip, knee and ankle joint didn't show significant difference statistically in between lower limbs, but hip joint showed higher asymmetric index in stirrup length of 77 cm and ankle joint showed higher asymmetric index in stirrup length of 67 cm than that of the others respectively. The FR angle in trunk of horse-rider showed relative backward leaning motions at stirrup length of 67 cm and 77 cm than that of stirrup length of 72 cm during stance and swing phase. OMI in thigh, shank, and foot limbs didn't show significant difference statistically according to the stirrups length of right and·left lower limbs, but left lower limbs showed higher index than that of right lower limb. Stirrup length of 72 cm in shank and foot limbs showed higher index than that of stirrup length of 67 cm and 77 cm. But stirrup length of 72 cm showed higher asymmetric index than that of stirrups length of 67 cm and 77 cm.

Conclusions : When considering the above, 72 cm(ratio of lower limb 74.04%) stirrup lengths could be useful in posture correction and stabilization than 67cm(ratio of lower limb 68.69%) and 77 cm(ratio of lower limb 79.18%) stirrup lengths during trot in horse back riding.

Keywords : Coordination, Horse-Riding, Overall Movement Index, Asymmetry Index, Stirrup Length

Ⅰ. 서 론

승마활동은 기승자 (horse rider)가 지면으로부터 약 2 m 정 Corresponding Author : Che-Cheong Ryew

Faculty of Exercise and Sports Science, College of Natural Science, JeJu National University, 102 Jejudaehak-ro, Jeju, Korea

Tel : +82-64-754-3588 / Fax : +82-64-757-1752 E-mail : [email protected]

도에 위치하고 500 kg 무게의 말이 65 km/h의 속도로 빠르게 달릴 수 있기 때문에 위험한 스포츠이다 (Ceroni, Rosa, Coulon,

& Kaelin, 2007). 이에 말의 사지와 동체의 움직임 양상은 보 조 (cadence)의 종류에 따라서 달라질 수 있기 때문에 기승자는 각 보조의 특성에 적응할 수 있는 자세유지 능력을 필요하다 (Ryew, 2012).

안정된 기승자세는 보조 진행 시 시상면 (sagittal plane)에서

볼 때 , 귀, 어깨, 엉덩이, 발 뒤굽이의 수직선상과 팔꿈치, 손, 고삐 , 그리고 비트까지의 일정한 거리를 유지하는 것이 바람 직하지만 (Ceroni et al., 2007; Lovett, Hodson-Tole, Kathryn, &

Nankervis, 2005), 적절하지 못한 등자 길이의 변화로 체간기 울기 각도와 양측하지 간 협응성에 차이가 발생할 수 있다 (Ryew & Hyun, 2014).

특히 승마활동에서 안정성 유지를 위해 중요한 요소 중 하 나는 등자길이 (stirrups)의 피팅(fitting)이다. 등자는 말 위에 올 라타거나 내릴 때 , 그리고 기승활동 시 적절한 체중배분과 균 형성을 유지하는데 필수적인 마구 (harness)이며(Ryew & Hyun, 2014), 말이 뛰는 동안 기승자의 대퇴사두근과 비골근의 편심 성수축 (eccentric contarction)을 반복적으로 수행하게된다(Ceroni et al., 2007). 등자와 기승자세의 관계를 살펴볼 때, Quinn과 Bird(1996)가 기수의 일반적인 하지각도는 엉덩관절의 수평선 상을 기준으로 대퇴 (thigh)는 30°-40°이지만, 등자길이를 짧게 유지하여 대퇴의 각도가 20°가 될 경우, 골반의 후방경사 (pelvic retroversion)를 감소시킨다고 보고했다(Loch, 1988). 반 면 , Nicholl, Coleman과 Williams(1991)는 대퇴의 각도를 45°

이상 유지할 수 있는 상태에서 등자길이를 조절하는 것이 허 리통증 (back pain) 발병율이 더 낮다고 보고하는 등, 서로 다른 결과를 보여 적합한 등자길이에 관한 연구는 부족한 실정이다 .

하지만 승마 평보 시 등자길이 피팅에 따라 기승자세정열 을 분석한 Ryew와 Hyun(2014)에 의하면, 등자길이가 길어지 는 경우 , 기승자의 고관절 및 무릎관절의 과도한 신전으로 등 자에서 말체간 (horse trunk)으로 전달되는 기승자의 체중분배 기전이 감소되고 , 이와는 다르게 짧은 등자길이 피팅은 하지 의 과도한 굴곡으로 말 -기승자 간 협응성 저하 및 기동성에 제한이 나타난다고 보고하고 있어 , 양측 하지 관절 각도의 비 대칭성은 말 -기승자 간 대화수단에 오류가 발생될 수 있다.

한편 , 기승자의 균형유지가 강조되는 만큼, 말의 균형은 승마, 마장마술 (Klimke, 1985; Miesner, Putz, & Plewa, 2000) 그리고 점핑 (Powers & Harrison, 2000)을 수행함에 있어 매우 중요하 다 (Kuhnke, Dumbell, Gauly, Johnson, & McDonald, 2010). 말 의 비대칭적인 후족 (hindquarters) 움직임은 기수의 운동성능이 더 저하될 수 있는데 (Dyson, Murray, Branch, & Harding, 2003; Stashak, 1995), 레이스(races) 동안 기승자세의 불균형한 체지의 움직임 역시 말에게 치명적인 부상을 유발시킬 뿐만 아니라 (Davies, 1996; Deuel & Lawrence, 1987; Williams &

Norris, 2007), 기수의 고삐 긴장으로 어깨부분의 미세한 외상 과 반복성 긴장장애 (repetitive strain injury)가 증가된다고 하였 다 (Pugh & Bolin, 2004).

이러한 관점에서 기승자는 어깨 및 엘보 관절의 각도를 변화

시킴으로서 고삐를 통해 말과의 접촉을 유지해야 하고 (Terada, Clayton, & Kato, 2006), 리드미컬한 상황에서 양측 체지 간 협응 동작은 독립적으로 움직이는 것이 아니라 , 서로에게 영 향을 주는 가운데 동작이 수행되어야 한다 (Post, Peper, Daffertshofer,

& Beek, 2000). 하지만 등자길이 변화에 따라 부적절한 기승 자세가 발생될 수 있는데 (Ryew & Hyun, 2014), 부적절한 기 승자세는 말과 기승자에게 충격이 지속적으로 발생되어 낙마 및 심각한 부상을 유발할 수 있는데 , 낙마로 인해 기승자는 골절 , 척추 및 머리의 부상, 장기적인 장애, 그리고 사망까지 이를 수 있다는 연구들이 보고되고 있다 (Barone & Rodgers, 1989; Bixby-Hammett, 1992; Campbell-Hewson, Robinson, &

Egleston, 1999; Christey, Nelson, Rivara, Smith, & Smith, 1994; Ghosh, Discala, Drew, Lessin, & Feins, 2000; Kraft et al., 2009; Kriss, T. C., & Kriss, V. M., 1997; Nelson &

Bixby-Hammett, 1992; Quinn & Bird, 1996).

종합해 볼 때 , 말과 교감하며 간접적인 중력을 받는 승마활 동에서 등자길이에 따른 양측 하지의 균형적인 협응과 체간기 울기 동작의 규명은 매우 중요하지만 , 승마와 관련 연구들은 실험상황에서 등자의 길이를 고려하지 않는 연구가 대부분이 다 . 등자길이와 관련 연구는 최근 Ryew와 Hyun(2014)이 3가 지 유형에 따른 기승자세를 분석한 결과 , 하지장 비율 73.25%

가 기승자세정열에 가장 효과적이라고 보고하고 있지만 , 평보 에서만 적용할 수 있는 한계점을 갖는다 . 이에 자세교정과 가 장 밀접한 보조는 평보와 속보 (Ryew, 2009)이며 기승 초보자 뿐만 아니라 숙련자 , 그리고 승마활동에 참여하는 많은 사람 들이 이용하고 있는 만큼 , 속보 시 말과 기승자 간 운동수행 능력과 동적안정성의 향상 및 개인별 신체적 특성을 고려한 최적의 등자길이도 제시되어야 한다 .

따라서 본 연구의 목적은 자세교정에 적합한 승마 속보 시 등자의 길이변화에 따른 양측 하지 간 협응성과 체간기울기의 각도 변화를 비교분석하기 위해 실시하였다 . 특히, 협응성 비 교를 위해 하지분절의 중심 (대퇴, 하퇴, 발)을 기준으로 전체 이동지수 알고리즘을 개발하여 본 연구에 적용하였고 , 등자길 이는 하지장 길이의 비율 (100%)로 적용하였다. 하지장 길이의 비율 적용은 개인별 특성에 따라 최적의 등자길이로 피팅할 수 있을 뿐만 아니라 , 안전한 승마활동 및 교육을 위한 정량 적 자료로 제시하고자 하였다 .

Ⅱ. 연구방법

1. 연구 대상자

Figure 1. Experimental field

본 연구의 대상자는 성인남성 7명(mean age: 45.00±3.78 yrs, mean height: 172.50±2.44 cm, mean body mass: 76.95±4.04 kg, mean leg length: 97.30±2.60 cm)으로 이들은 최소 6년 이 상의 승마경력이 있고 , 척추 및 하지에 부상경험이 없는 자들 이었다 . 말은 더러브렛(thoroughbred) 4두(height: 163.42±4.72 cm)를 이용하여 실험 전, 조련사에 의해 20분 이상 충분히 웜 업 (warm up)을 실시하였다.

본 연구의 목적을 고려하여 실험 전 모든 대상자들에게 우 세 (dominant)·비우세(non-dominant)체지 여부를 진술에 의존한 결과 , 모두 우측이 우세체지였으며 등자길이는 72 cm를 선호 하는 자들이었다 . 이후 본 연구의 목적과 내용을 충분히 설명 한 후 이를 이해하고 연구참여 동의서 자발적으로 서명한 자 에 한하여 실시하였다 .

2. 실험 절차

실험 시 외부적 기후환경을 고려하여 실내승마장 (50 m×20 m)에 4대의 카메라(HDR/HDV 1080) 및 조명등(055×DV)을 설치 한 후 , 3차원 공간 좌표를 설정하기 위해 통제점틀(2 m×2 m×1 m)은 기승자세 및 위치가 완전히 포착될 수 있도 록 지면과 평형 (alignment)을 고려하여 수직 높이 57 cm 위에 설치하였다 . 실험환경에서 기승자가 받을 수 있는 충격력과 낙상의 위험을 고려하여 지면은 모래에서 실시하였고 (Ryew &

Hyun, 2014), 디지털 캠코더의 속도는 60 frames/sec, 노출시 간 (exposure time)은 1/500 sec로 통제점틀을 약 5 sec 간 촬영 한 다음 통제점틀을 제거하였다 . 이때 모든 장비에 사용되는 배선은 말의 보법에 영향이 없도록 20 cm 깊이로 매설(under the ground)하여 실험환경을 조성하였다(Figure 1).

영상자료 분석 시 신체 분절의 무게중심과 전신 무게중심 의 위치를 계산하기 위한 인체 분절 매개변수 (body segment parameters)는 Plagenhoef 등(1983)의 자료를 이용하였고, 디지

타이징 포인트는 관절점 21개 외에 기준점 10개를 포함한 후 31개의 표식점(right·left toe, right·left heel, right·left lateral

·medial malleolus, right·left shank, right·left lateral·medial epicondyle, right·left thigh, right·left anterior superior iliac spine, sacrum, right·left lateral·medial wrist, right·left lateral·medial elbow, right·left shoulder, chin, nose)을 실험 기승자에게 부착하였다.

이후 기승자는 실험 진행구간의 트랙 (track)을 7회 경유하며 코스와 조명등의 실험환경에 적응한 후 등자길이 (67 cm, 72 cm, 77 cm)에 따라 각 5회씩 영상촬영에 임하였고, 이때 조련 사 및 전문가에 의해 말은 1 보조동안 항상 공중국면을 유지 하며 각 스트라이드에 2번의 공중 국면을 가지는 대각선형 보 조법 (Hilary, Clayton, Bvms, Phd, & Mrcvs, 2002)인 속보의 성패여부를 판단하였다 . 특히 본 연구에 참여한 대상자들이 사용하고 있는 안장은 5 cm 간격으로 등자길이가 조절되도록 제작되어 있었다 . 이에 선호하는 등자길이 72 cm를 기준 (reference)으로 속보가 가능한 67 cm와 77 cm로 설정하였고, 각 대상자들의 등자길이를 하지장 길이로 나누어 산출된 비율 (%) 67 cm(68.69±1.81%), 72 cm(74.04±1.95%), 77 cm (79.18

±2.08%)을 각 대상자에게 피팅하였다. 실험과정에서 낙마로 인해 발생될 수 있는 상해 , 골절에 대한 응급처치 뿐만 아니 라 심폐소생술 (cardiopulmonary resuscitation/ CPR)을 실시할 수 있는 의료진 1명이 본 연구에 참여하였다. 또한 기승자와 말이 진행하는 방향을 Y축(axis), Y축의 좌·우 축을 X축, Y축 과 X축 방향에 대한 수직을 Z축으로 설정하였다.

Figure 2. Angle of segment

3. 분석국면 및 각도정의

본 연구에서 분석국면은 말 오른쪽 앞발굽이 지면에 닿는 순간부터 왼발굽 지지 후 다시 오른쪽 앞발굽이 지면에 닿는 순간까지의 동작을 4개의 상대각도(

: front rear angle of trunk, 

: hip angle, 

: knee angle, 

: ankle angle)로 정의 하였고 <Figure 1>, 체간의 전후기울기 각도는 지지기(stance)와 공중기 (swing) 국면으로 나누어 분석하였다.

즉 , 말이 1 걸음(1 stride) 동안 기승자의 하지관절 각도와 체간기울기를 분석하였고 , 하지분절 중심은 3방향(medial-lateral, anterior-posterior, vertical) 직선운동거리 평균(Mean)값을 소요 된 시간 (  )으로 나누어 편위(excursion)를 산출하였다.

따라서 운동학적 변인을 사용하여 간단하게 계산될 수 있 는 전체이동지수 (overall movement index/OMI) 알고리즘을 개 발하였다 . 이 방법은 양측 하지분절 중심 간 협응성 비교를 위해 대퇴 (thigh), 하퇴(shank), 발(foot) 중심이 3방향(좌·우 [medial-lateral], 전·후[anterior-posterior], 수직[vertical])의 이동 지수 (movement index/MI)를 산출한 후, 각 방향의 지수를 모 두 합 (SUM)한 값이다.

운동학적 자료에서 양측 분절 중심 위치 값을 동시에 사용 하는 것이 아니라 , 좌·우측 별 분절중심 위치 값을 독립적으 로 산출한다 . <Formula 1>은 좌측 대퇴분절 중심에 대한 OMI 공식이며 , 이와 같은 방법으로 좌·우측 별 대퇴, 하퇴, 발에 대한 OMI를 각각 산출하였다.

    _{ }



  





    

     



 ^   _{ }







    

     



  _{ }







    

     



      

Formula 1. Movement index of low extremity during trot in horse riding

이때, limb은 분절 중심위치, T는 소요시간

결과 값에서 OMI가 높아질수록 각 분절 중심의 움직임이 증가함을 의미하고 , OMI가 낮아질수록 분절의 움직임이 감소 함을 의미한다 .

비대칭지수 (asymmetric index/AI)는 Robinson 공식(Robinson, Herzog, & Nigg, 1987)을 사용하였다.

     ^{ } 

  

 





 

 ^{× }

Formula 2. Asymmetric index during trot in horse riding

OMI

은 우측하지 분절의 전체이동지수 OMI

은 좌측하지 분절의 전체이동지수

AI(%)는 0일 때, 완전 대칭이며, AI 값이 증가할수록 비대 칭이 커짐을 의미한다.

4. 자료처리

승마 속보 시 등자길이 피팅에 따라 (주)비솔(Visol., Korea) 의 Kwon 3D XP ver. 4.0(2007)프로그램을 이용하여 운동학적 (kinematic)변인을 산출하였고, 통제점 좌표화, 인체관절점의 좌표화 , 동조 및 3차원 좌표는 Abdel-Aziz와 Krara(1971)의 직 접선형변환방법 (Direct Linear Transformation)을 통해 산출하였 다 . 이후 Butterworth의 저역통과필터(low-pass filter)법을 이용 한 차단주파수는 6Hz로 스무딩하여 노이즈(noise)를 제거한 후 연구변인을 분석하였다 .

산출된 변인들은 PASW 18.0(IBM, USA) 프로그램을 사용 하여 기초통계량인 평균 및 표준편차를 산출한 후 , 비대칭지수, 체간기울기는 등자길이 (67 cm, 72 cm, 77 cm) 변화에 따라 일 원변량분석 (one-way analysis of variance)을 사용하였고, 등자 길이와 양측하지 (좌, 우) 간 반복이원분산분석(two-way analysis of variance with repeated measure)을 실시 후 통계적 유의한 차이발견 시 사후검증 (post hoc test: Duncan)을 실시하였다.

이때 모든 통계적 유의 수준은  =.05로 설정하였다.

Ⅲ. 결 과

<Table 1> 및 <Figure 3>은 말의 오른발 기준 1 스트라이드 동안 등자길이 변화에 따른 양하지 관절의 평균 각도변화를 나 타낸 것이며 , 평균 각도를 이용하여 AI(%)를 산출하였다.

분석결과 , 엉덩관절 각도는 등자길이 변화에 따라 67 cm가 72 cm, 77 cm 보다 더 굴곡된 형태를 보여 통계적 유의한 차 이가 나타났다 (F=9.594, p <.001). 또한 우측 엉덩관절의 각도 변화가 더 신전된 형태를 보여 통계적 유의한 차이가 나타났 고 (F=8.773, p <.01), 상호작용은 없는 것으로 나타났다( p .>05).

무릎관절 각도는 등자길이 변화에 따라 67 cm가 72 cm, 77

cm 보다 더 굴곡된 형태를 보여 통계적 유의한 차이가 나타 났고 (F=27.404, p <.01). 양하지 간 각도변화와 상호작용은 없 는 것으로 나타났다 ( p .>05). 발목관절의 각도변화는 등자길이 변화에 따라 67 cm가 72 cm, 77 cm 보다 더 배측굴곡된 형

태를 보여 통계적 유의한 차이가 나타났다 (F=27.683, p <.001).

또한 우측 발목관절의 각도변화가 더 저측굴곡된 형태를 보여 통계적 유의한 차이가 나타났고 (F=13.859, p<.01), 상호작용은 없는 것으로 나타났다 ( p .>05).

Section stirrups length(cm) total average Source F p post-hoc

67 cm 72 cm 77 cm

hip

Right(deg) 116.99±5.20 123.70±5.50 123.46±6.17 121.38±6.37 SL 9.594 .001*** 77, 72>67 Left(deg) 116.35±6.57 119.95±5.46 118.64±5.84 118.31±6.06 R·L 8.773 .004** R>L total average 116.67±5.86 121.82±5.74 121.05±6.41 119.85±6.35 SL×R·L 1.464 .235 -

AI(%) 4.61±3.89 4.62±4.95 7.14±3.87 5.45±4.37 AI 2.440 .096 -

knee

Right(deg) 122.93±6.08 130.59±6.82 130.60±5.62 128.04±7.10 SL 27.404 .001*** 77, 72>67

Left(deg) 123.39±5.81 131.72±7.15 133.37±4.25 129.49±7.25 R·L 1.834 .178 -

total average 123.16±5.88 131.15±6.92 131.99±5.11 128.77±7.18 SL×R·L .406 .667 - AI(%) 4.59±2.78 3.13±2.04 4.21±2.75 3.98±2.58 AI 1.859 .165 -

ankle

Right(deg) 98.71±6.57 103.11±8.85 111.50±9.71 104.26±10.02 SL 27.683 .001*** 77>72>67 Left(deg) 92.50±9.43 97.31±9.50 106.19±5.56 98.67±10.02 R·L 13.859 .001*** R>L total average 95.33±8.52 100.21±9.53 108.85±8.26 101.46±10.37 SL×R·L .010 .990 -

AI(%) 9.14±6.30 8.78±6.56 7.00±4.04 8.31±5.73 AI .833 .440 -

FR angle Stance -2.33±4.02 -1.14±4.44 -2.54±2.98 -2.29±5.27 SL ^{.265 .770 -}

Swing -3.69±7.11 -1.41±5.38 -4.30±6.45 -3.28±7.11 .362 .701 -

NOTE: *** p <.001, ** p <.01, SL: stirrups length of the main effect, R·L: Right leg and Left leg of the main effect, SL×R·L: Interaction, AI:

asymmetry index(%) between right leg and left leg

Table 1. Angular kinematic variables and asymmetric index according to the stirrups length during trot

Figure 3. Angular kinematic variables according to the stirrups length during trot

Section stirrups length(cm)

total average Source F p post-hoc

67 cm 72 cm 77 cm

thigh

Right 159.37±27.26 158.37±18.68 153.78±18.56 157.17±21.10 SL .228 .797 -

Left 161.12±28.36 159.64±21.73 155.61±19.11 158.76±22.32 R·L .051 .823 -

total average 160.24±26.97 158.96±19.48 154.70±18.12 157.97±21.47 SL×R·L .001 .999 - AI(%) 2.21±1.53 2.13±1.36 1.57±1.35 1.97±1.38 AI .426 .660 -

shank

Right 157.64±31.26 159.48±16.14 154.16±17.67 157.09±21.68 SL .192 .826 -

Left 160.76±31.61 162.61±20.61 157.12±17.98 160.16±23.02 R·L .180 .674 -

total average 159.20±30.25 161.04±17.86 155.64±17.20 159.20±30.25 SL×R·L .001 .999 - AI(%) 2.59±1.80 3.69±2.03 2.29±1.89 2.86±1.91 AI 1.038 .374 -

foot

Right 159.26±34.82 160.96±13.98 154.72±17.00 158.31±22.72 SL .275 .761 -

Left 162.36±34.87 166.63±19.42 159.27±15.91 162.76±23.74 R·L .351 .557 -

total average 160.851±33.52 163.79±16.52 157.00±16.00 160.53±22.06 SL×R·L .010 .990 - AI(%) 3.37±1.70 5.17±2.56 3.05±2.13 3.87±2.26 AI 1.937 .173 - NOTE: SL: stirrups length of the main effect, R·L: Right leg and Left leg of the main effect, SL×R·L: Interaction, AI: asymmetry index(%) between right leg and left leg

Table 2. Overall Movement index and asymmetric index according to the stirrups length during trot

Figure 4. Movement index of thigh and shank

Figure 5. Movement index of foot

전후기울기 각도 (FR angle)의 변화는 지지기(stance)와 공중 기 (swing)국면으로 나누어 분석한 결과, 지지기와 공중기 모두 통계적 유의한 차이는 없었지만 , 특히, 공중기에서 72 cm 등 자길이가 수직선상과 가장 밀접한 것으로 나타났다 . AI 분석 결과 , 엉덩관절, 무릎, 발목관절은 등자길이 변화에 따라 통계 적 유의한 차이는 없었지만 , 엉덩관절은 77 cm가 가장 비대 칭적인 것으로 나타났고 , 발목관절은 67 cm가 가장 비대칭적 인 형태를 나타냈다 . 양측 하지 간 OMI를 분석한 결과

<Table 2> 및 <Figure 4, 5>와 같이 좌·우측 하지 간, 등자길

이 변화에 따라 통계적 유의한 차이는 없었다 . 하지만 좌측

대퇴 , 하퇴, 발 분절의 OMI가 우측하지보다 더 높게 나타났고, 대퇴분절의 OMI는 67 cm 등자가 72 cm, 77 cm 등자보다 더 높게 나타났다 . 또한 하퇴 분절과 발 분절의 OMI는 72 cm 등 자가 67 cm, 77 cm 등자길이 보다 더 높은 지수를 나타냈다.

각 하지분절의 OMI를 이용한 AI는 대퇴는 77 cm, 하퇴와 발 분절 72 cm가 가장 비대칭적인 형태를 나타냈다.

Ⅳ. 논 의

승마 활동 시 요통의 발병은 기승자 뿐만 아니라 , 말 자체 의 성능저하에도 매우 중요한 요인이라 할 수 있다 (Donoix, 2000). 요통은 직접적인 장애나 손상이 아닌 척추의 불안정성 (Hides, Jull, & Richardson, 2001; Panjabi, 2003)이 주원인으 로 , 요천추부에서 하지로 정상적인 힘 전달과 체중지지율과 깊은 관련이 있다 (Childs, Piva, Erhard, & Hicks, 2003).

특히 , 속보 시 다양한 운동상황에 의한 말 등뼈(back)의 반 복적인 운동학적 특징은 굴곡 (flexion)/신전(extension) 각도가 0.4°-0.7°, 0.7°-1.2°(Audigié, Pourcelot, Degueurce, Denoix, &

Geiger, 1999)이며, Faber 등(2000)은 이보다 더 증가된 1.2

°-2.2°, 측면기울기(lateral bending)는 0.7°-2.3°, 주축회전(axial rotation)은 1.2°-2.8°로 말 주축골격(axial skeleton)의 미세한 움직임이 형성된다 . 이러한 상황에서 속보는 공중국면을 가지 기 때문에 말 동체의 수직운동을 이용한 기승자세는 말에게 전 -상 방향으로 추진력을 전달하고 말의 비트에 대한 상대적 인 안정성을 유지하기 위한 협응성이 매우 중요하다 (Ryew, 2012).

따라서 본 연구는 등자길이 변화를 각 대상자가 선호하는 72 cm를 기준으로 77 cm와 67 cm로 피팅하여 기승자의 체 간울기와 양하지의 협응성을 비교분석하였다 .

본 연구결과에서 알 수 있듯이 , 기승자의 체간기울기는 지 지기와 공중기 동안 등자길이 변화에 따라 통계적 유의한 차 이는 없었지만 , 등자길이 67 cm와 77 cm가 72 cm와 비교하 여 더 큰 후경각자세를 나타냈다 . 이러한 결과는 Terada 등 (2006)이 평보, 속보의 평균 후경각은 -4°, Oh, Ryew, Kim과 Hyun(2009a)은 2보폭 동안 미숙련군은 3.12°의 전경자세와 숙 련군은 352.30±2.42°의 후경자세, Ryew(2012)는 -5.74°의 후경 자세를 유지한다는 보고한 바 , 본 연구의 등자길이 77 cm와 유사한 결과를 보였다 . 하지만, 본 연구에서 등자길이 72 cm 로 유지한 기승자세가 수직선상과 밀접한 -1.41±5.38°, 표준편 차 (SD)도 다른 등자길이와 비교하여 일관성 있는 적은 범위를 나타내고 있다 . 이는 보조동안 체간은 수직선상과 가장 밀접 한 자세를 유지하는 것이 숙련자의 지표라는 연구결과 (Terada

et al., 2006)와 일치하는 것으로, 말에게 가해지는 하중 감소 및 교정효과 (Ryew, 2012)에 긍정적인 것으로 판단된다. 반면, 기승자의 체간 기울기 각도가 커지면 신체중심의 수직선과 수 평거리가 멀어지는 만큼 척추에 가해지는 모멘트 (moment)가 증가될 수 있다고 생각된다 . 즉, 기승자의 큰 후경각 자세는 말에게 불규칙적인 패턴 전달 및 충격력 또한 증가되어 기승 자와 말 간 상호 협응성은 더 저하될 수 있다고 생각된다 .

양측 하지 관절의 평균 각도변화는 등자길이가 증가됨에 따라 엉덩관절 , 무릎관절은 더 신전되는 형태와 발목관절은 더 저측 굴곡된 형태를 나타냈다 . 이와 관련하여 승마 속보 시 하지관절 각도 변화를 비교한 연구들은 , Ryew(2012)가 24 주 후 자세교정에 미치는 효과를 검증한 결과에서 엉덩관절은 평균 113°, 무릎관절은 117°, 발목관절은 95.76°, Oh 등(2009a) 은 지지기와 공중기에서 각각 엉덩관절은 110.77°, 117.35°, 무릎관절은 125.21°, 127.87°, 발목관절은 98.30°, 106.58°로 보 고하였고 , Oh, Ryew, Kim과 Hyun(2009b)은 엉덩관절 124.35

°, 무릎관절 118.06°, 발목관절 88.81°와 비교하여, 본 연구에 서 짧은 등자 67 cm 와 유사한 결과를 보인다. 하지만 선행 연구들의 실험상황이 초보자를 숙련하는 과정에서 적합한 등 자길이를 고려하지 못하였고 , 숙련자의 참여도는 극히 제한적 인 결과로 해석된다 . 하지만 본 연구에서 말 앞발굽 기준 1 stride 동안 기승자세의 평균 각도 변화 값을 이용해 AI를 분 석하였는데 , AI 계산방법에 따른 결과해석은 0%에 가까울수 록 양측 간 대칭적으로 동일한 움직임이 나타나는 것이며 , 지 수의 값이 증가하면 비대칭성은 더 증가되어 불균형이 나타난 다는 것을 의미한다 . 연구결과, 엉덩관절은 등자 77 cm, 무릎 관절은 67 cm, 77 cm, 발목관절은 67 cm가 가장 비대칭적인 형태를 보이고 있다 . 이러한 결과는 72 cm 등자길이를 사용 하는 것이 기승자의 양측 엉덩관절과 무릎관절의 굴곡 /신전, 발목관절의 배측 /저측 움직임은 더 대칭적임을 시사한다. 즉, 72 cm 등자가 다른 67 cm, 77 cm 등자 길이에 보다 체중분 배 기전은 양측 간 더 조화를 이루는 것으로 기승자의 안정성 이 향상될 수 있음을 의미하고 말과의 대화수단 및 협응성 역 시 더 효과적인 것으로 판단된다 .

기승자의 대퇴 , 하퇴, 발 분절 중심의 움직임을 정량적으로

분석하기 위해 3방향으로 이동한 절대 값의 평균을 소요된 시

간으로 나누어 MI를 산출하였는데, 이는 말의 전방 움직임과

기승자가 말에게 전 -상방향으로 추진력을 전달하는 과정

(Ryew, 2012)에서 하지 분절 중심의 이동변화가 크기 때문에

각 이동방향 (X, Y, Z)의 지수 값을 모두 합한 OMI로 분석하

였다 . 연구결과, 양측 하지의 평균 각도변화에서 알 수 있듯

이 , 우측 다리(dominant)가 더 굴곡/신전되는 큰 운동범위를

보였지만 , OMI는 좌측(non-dominant) 하지에서 더 높게 나타

나 상반되는 결과를 나타냈다 . 인체의 체간중심운동과 인체 하지말단의 하지운동은 긴밀한 상관성이 보고되고 있는데 (Crosbie, Vachalathith, & Smithet, 1997; Mouchnini, Mesure, Lizee, Landjerit, & Massion, 1998; Yoo, Kang, & KO, 2012), 좌 ·우 체지는 일상생활(Hyun, Lee, Ryew, 2014)과 운동상황 (Carpes, Rossato, Fria, & Bolli Mota, 2007; Kim & Kim, 2010; Nunome, Ikegami, Kozakai, Apriantono, & Sano, 2006) 뿐만 아니라 부상 전력 , 운동경험 등, 다양한 요인에 의해 기 능적 또는 인지적으로 특정한 움직임에 대한 우성 (dominant) 과 열성 (non-dominant)의 비대칭성을 가진다(Kim, 2008). 이에 본 연구결과와 비교해 볼 때 , 기승자가 속보 시 말 동체의 수 직운동을 이용해서 다시 말에게 전 -상 방향으로 추진력을 전 달하는 과정 (Ryew, 2012)은 우세측 엉덩관절과 무릎관절의 굴 곡 /신전, 발목관절의 저측/배측 굴곡 각도의 역할이 더 큰 것 으로 판단되며 , 비우세 하지 관절은 엉덩관절의 내전(adduction) /외전(abduction), 내외전(internal rotation)/외회전(external rotation) 의 움직임이 더 증가된 결과로 생각된다 . 또한 OMI를 이용한 AI 결과에서 알 수 있듯이, 등자길이 72 cm가 좌·우측 하지 간 대퇴분절 중심의 OMI는 큰 차이가 없었지만, 하퇴, 발 분 절 중심 OMI의 비대칭성이 가장 크게 나타나, 승마 속보 시 우세 ·비우세 다리 간, 각 운동방향의 이동·협응 기전에 차이가 있는 것으로 판단된다 .

종합해 볼 때 , 72 cm 등자길이(하지장비율 74.04±1.95%) 피팅은 67 cm, 77 cm 등자보다 하퇴, 발 분절의 OMI가 더 증가되고 비대칭적인 형태를 나타내고 있지만 , 기승자의 체간 기울기 성향은 수직선상과 유지하여 가장 안정적이었다 . 특히 Ryew & Hyun(2014)가 보고한 평보 시 하지장 길이 비율 73.25%와 유사한 결과이며, 양측하지 관절의 굴/신전 각도를 대칭적으로 이용한 신체중심의 상 -하 반동의 착석법은 72 cm 등자 길이가 자세교정에 효과적인 수단임을 시사한다 .

Ⅴ. 결 론

본 연구의 목적은 승마 속보 시 등자길이에 따른 기승자의 체간기울기와 양하지의 협응성을 비교분석하기 위해 실시하였 다 . 대상자는 성인 남성 7명으로 선정하여 등자길이 67 cm, 72 cm, 77 cm에 따른 기승자세를 분석하였다.

분석결과 , 엉덩, 무릎관절의 평균각도 변화는 등자길이가 증가할수록 더 신전된 형태를 나타냈고 , 발목관절은 더 저측 굴곡된 형태를 보여 통계적 유의한 차이가 나타났다 . 또한 양 측 엉덩 , 발목관절의 평균각도 변화는 우측이 좌측 보다 더

신전된 형태를 나타냈고 , 무릎관절의 평균각도 변화는 통계적 유의한 차이는 없었다 .

양측 하지 관절각도 간 AI를 비교분석한 결과, 엉덩, 무릎, 발목관절은 통계적 유의한 차이가 없었지만 , 엉덩관절은 77 cm, 발목관절은 67 cm 등자가 가장 비대칭적인 형태를 나타 냈다 . 또한 기승자의 체간기울기는 지지기 국면과 스윙국면에 서 등자길이 67 cm, 77 cm가 72 cm 보다 더 큰 후방기울기 자세를 보였다 .

대퇴와 하퇴 , 발 분절 중심의 OMI를 분석한 결과, 등자길이 와 양하지 간 통계적 유의한 차이는 없었다 . 하지만, 좌측 분 절 중심의 OMI가 더 높았고, 하퇴와 발 분절은 등자길이 72 cm가 더 큰 지수를 나타냈다. OMI를 이용한 AI는 등자길이 72 cm가 67 cm, 77 cm 보다 더 비대칭적인 형태를 나타냈다.

이와 같이 승마 속보 시 개인별 하지장 비율 74.04±1.95%

의 등자 피팅이 기승자의 안정성과 자세교정에 효과적임을 시 사하고 있지만 , 말의 속도에 따라 인체의 체지 간 협응성 및 안정성에 성능 차이가 발생될 수 있다 . 따라서 구보(canter)와 질주 (gallop)의 상황에서도 적합한 등자길이와 관련 후속연구 가 이루어지길 제언한다 .

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